(57)【要約】  【課題】  システム内の総水量を、低コストで、安定して維持できる循環式水洗トイレシステムを提供する。  【解決手段】  蒸発装置１０の水槽４０内には、ジグザグ状に支持された吸水布が渡設され、その吸水布には、散水装置９０によって処理水が散水される。そして、処理水を吸収した吸水布に形成されたヒダとヒダとの隙間に空気が流れることにより、吸水布から水分が自然蒸発する。よって、システム内の総水量を、低コストで安定して調整できる。また、散水装置９０に処理水を供給する第２処理水供給管路２３には、電磁弁３６が設けられた管路内処理水戻し配管２９が接続されているので、電磁弁３６を開放することで、第２処理水供給管路２３の水抜きができる。よって、第２処理水供給管路２３の凍結を防止できる。【選択図】  図１
2005336817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理された処理水の一部を蒸発させる蒸発装置を備えた循環式水洗トイレシステムにおいて、
前記蒸発装置は、
屋外に設けられ、前記処理水の一部を一時的に貯留する上部が開放された水槽と、
当該水槽内において、前記処理水を吸水して自然蒸発させる布帛と、
当該布帛を水平方向にジグザグ状に掛け渡して支持する布帛支持手段と、
前記水槽の上方に設けられ、前記処理水を、前記布帛に散水する散水手段と、
当該散水手段に前記処理水を供給する供給管路と、
当該供給管路に介設されたポンプと、
当該ポンプの下流側に介設された第１のバルブと、
当該第１のバルブの下流側に分岐して接続され、前記供給管路内の前記処理水を、循環式水洗トイレシステムに戻す管路内処理水戻し配管と、
当該管路内処理水戻し配管に介設された第２のバルブと、
前記水槽内の、前記散水手段により散水される前記処理水の前記布帛に吸水されなかった過剰分を循環式水洗トイレシステムに戻す戻し管路と、
当該戻し管路に介設された第３のバルブと
を備えたことを特徴とする循環式水洗トイレシステム。
【請求項２】
前記第３のバルブの開放は、前記第１のバルブの開放と同時におこなわれ、
前記第３のバルブの閉塞は、前記第１のバルブの閉塞時から所定時間遅延しておこなわれることを特徴とする請求項１に記載の循環式水洗トイレシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は循環式水洗トイレシステムに関し、詳細には微生物により汚水を浄化する循環式水洗トイレシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の循環式水洗トイレシステムによれば、水洗便器から流れ出る汚水を、生物処理槽で有機物分解および硝化・脱窒処理をおこない、さらにろ過槽で固液分離し、固液分離されたろ過水を脱色槽で脱色し、脱色されたろ過水を再度洗浄水として、水洗便器に循環している。このような循環式水洗トイレシステムでは、トイレの使用頻度が高くなると、生物処理槽内への汚水流量が増えるので、システム内の総水量は次第に増加する。すると、生物処理槽などの各処理槽から、汚水などが溢れしてしまい、システム自体の運転を停止せざるをえなかった。そこで、例えば、システム内の余剰分の浄化水を、超音波振動により霧化して強制的に水分を蒸発させる機能を備えた水洗トイレの浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この浄化システムでは、ろ過部材によって浄化された浄化水は溜槽に貯留され、その水位が所定水位に達すると、その所定水位を超えた水量だけが、オーバーフロー口から蒸発槽に向かって流れ込む。そして、蒸発槽に流れこんた余剰水は、超音波振動によって霧化され、浄化システム内の水量が減少する仕組みとなっている。
【特許文献１】実公平６−１７８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の水洗トイレの浄化システムでは、溜槽の水面レベルがオーバーフロー口よりも高くなると、浄化水がここから気化手段にオーバーフローするようになっており、溜槽の水面レベルのみで余剰水の気化をコントロールしているため、総水量を安定化させることが困難という問題点があった。すなわち、トイレの使用頻度が高い場合には、溜槽の浄化水が循環ポンプによりシスタンクに頻繁に供給されるため、溜槽の水面レベルがオーバーフロー口よりも高くなることが少なくなり、余剰水を気化できない。また、逆にトイレの使用頻度が低い場合には、浄化水を過剰に気化させるからである。さらに、余剰水を超音波振動を使用して霧化するため、超音波装置の稼働に電力を使用しなければならず、電力コストがかかるという問題点もあった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、システム内の総水量を、低コストで安定して調整できる循環式水洗トイレシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の循環式水洗トイレシステムでは、生物処理された処理水の一部を蒸発させる蒸発装置を備えた循環式水洗トイレシステムにおいて、前記蒸発装置は、屋外に設けられ、前記処理水の一部を一時的に貯留する上部が開放された水槽と、当該水槽内において、前記処理水を吸水して自然蒸発させる布帛と、当該布帛を水平方向にジグザグ状に掛け渡して支持する布帛支持手段と、前記水槽の上方に設けられ、前記処理水を、前記布帛に散水する散水手段と、当該散水手段に前記処理水を供給する供給管路と、当該供給管路に介設されたポンプと、当該ポンプの下流側に介設された第１のバルブと、当該第１のバルブの下流側に分岐して接続され、前記供給管路内の前記処理水を、循環式水洗トイレシステムに戻す管路内処理水戻し配管と、当該管路内処理水戻し配管に介設された第２のバルブと、前記水槽内の、前記散水手段により散水される前記処理水の前記布帛に吸水されなかった過剰分を循環式水洗トイレシステムに戻す戻し管路と、当該戻し管路に介設された第３のバルブとを備えている。
【０００６】
また、請求項２に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第３のバルブの開放は、前記第１のバルブの開放と同時におこなわれ、前記第３のバルブの閉塞は、前記第１のバルブの閉塞時から所定時間遅延しておこなわれることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の循環式水洗トイレシステムでは、生物処理された処理水の一部は、供給管路から散水手段に供給され、その散水手段によって、蒸発装置の水槽に掛け渡された布帛に処理水が散水され、布帛に処理水が吸水される。そして、布帛に吸水された処理水は自然蒸発する。よって、トイレの使用頻度が増え、システム内の総水量が増加しても、布帛によって、処理水の増加分を自然蒸発できるので、低コストでシステム内の総水量を調整することができる。また、布帛は、布帛支持手段によって、水槽内を水平方向にジグザグ状に掛け渡されているので、水槽内において、空気と接触する布帛の表面積を広くすることができ、蒸発装置による水の蒸発量を増やすことができる。また、布帛に直接処理水を散水するので、ムラなく布帛全体に処理水を吸水させることができて、蒸発装置の蒸発能力を高めることができる。また、供給管路に介設された第１のバルブを開放して、ポンプを運転すると、散水手段に自動的に処理水が供給される。さらに、冬場のような寒い時期に、供給管路に分岐して接続された管路内処理水戻し配管の第２のバルブを開放することで、供給管路内の水抜きがおこなわれ、その水抜きされた処理水は、再度循環式水洗トイレシステムに戻る。よって、供給管路の凍結による破裂を防ぐことができる。さらに、戻し管路の第３のバルブを開放すると、水槽内において、布帛に吸水されなかった過剰分の処理水が、戻し管路を介して循環式水洗トイレシステムに戻される。よって、水槽には、処理水は貯留されないので、気温が低いときでも蒸発装置を運転できる。さらに、過剰分の処理水は、外部に排出されないため、排水設備のないところでも、循環式水洗トイレシステムを設置することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加え、第３のバルブの開放は、第１のバルブの開放と同時におこなわれるので、処理水は、供給管路を介して散水手段に供給され、散水手段によって、水槽内の布帛に散水される。そして、布帛に吸水されず、水槽内に流入した過剰分の処理水は、そのまま戻し管路を介して循環式水洗トイレシステム内に戻すことができる。さらに、第１のバルブが閉塞してから、所定時間遅延して第３のバルブが閉塞するので、水槽内の処理水はすべて循環式水洗トイレシステムに戻すことができる。よって、水槽および戻し管路内に処理水が残存することがないので、例えば、冬場のような寒い時期に、戻し管路が凍結して破裂するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態である循環式水洗トイレシステム１について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態である循環式水洗トイレシステム１の構成を示す斜視図であり、図２は、蒸発装置１０の斜視図であり、図３は、蒸発装置１０の部分拡大斜視図であり、図４は、蒸発装置１０の部分右側面図である。なお、本実施形態の循環式水洗トイレシステム１は、水分を蒸発できる蒸発装置１０を備え、トイレの使用頻度にともなって増加するシステム内の総水量を、安定した水量に調整できるものである。
【００１０】
はじめに、循環式水洗トイレシステム１の概略構成について説明する。図１に示すように、循環式水洗トイレシステム１は、トイレ小屋２に設置された水洗便器５と、当該水洗便器５から排出される汚水を受け入れ、バクテリアによる生物処理をおこなう生物処理槽６と、当該生物処理槽６で処理された生物処理水のろ過処理をおこなうろ過槽７と、当該ろ過槽７でろ過処理されたろ過水のオゾン脱色処理をおこなう脱色槽８と、トイレ小屋２の屋根上に設置され、脱色槽８の処理水の一部を蒸発させて、システム内の総水量を調整する蒸発装置１０とから構成されている。なお、蒸発装置１０には、雨水の浸入を防止する略直方体状の屋根ユニット７０が覆設されている。そして、屋根ユニット７０の上面には、蒸発装置１０の吸水布４５（図２参照）に処理水を散水する散水装置９０が設けられている。
【００１１】
また、水洗便器５と生物処理槽６（第１曝気槽６ａ）との間には、汚水が流れる汚水排出管路２２が配設され、脱色槽８と水洗便器５との間には、水洗便器５に処理水を供給する第１処理水供給管路２１が配設されている。そして、その第１処理水供給管路２１の途中には、脱色槽８によって脱色処理された処理水を、水洗便器５に洗浄水として循環させるポンプ１２が設けられている。また、生物処理槽６、ろ過槽７および脱色槽８の各処理槽で構成される汚水処理部３は、トイレ小屋２付近の地中に設けられた格納室（図示外）に格納されている。そして、汚水処理部３の各処理槽の天面には、図示外の蓋が各々設けられ、それらの蓋を開放することにより、各処理槽の内部を点検できるようになっている。
【００１２】
また、脱色槽８と散水装置９０の処理水流入管９１の下流側一端部との間には、脱色槽８の処理水の一部を、散水装置９０に供給する第２処理水供給管路２３が配設されている。そして、その第２処理水供給管路２３の途中には、脱色槽８内の処理水を汲み上げるポンプ３０が設けられ、そのポンプ３０の下流側には、流路の開閉をおこなう電磁弁３２が設けられている。さらに、第２処理水供給管路２３の、ポンプ３０と電磁弁３２との間に設けられた連結部３１には、第３処理水供給管路２６が連結され、当該第３処理水供給管路２６の下流側先端部には、脱色槽８の内部において、処理水を霧状に噴射する噴射ノズル２６ａが設けられている。そして、第３処理水供給管路２６の途中には、流路の開閉をおこなう電磁弁３３が設けられている。また、第２処理水供給管路２３の電磁弁３２の下流側には、連結部３８が設けられ、その連結部３８には、電磁弁３２の下流側における第２処理水供給管路２３内の処理水を脱色槽８に戻す管路内処理水戻し配管２９が接続されている。そして、管路内処理水戻し配管２９の下流側一端部は、脱色槽８の内部まで延設されている。さらに、管路内処理水戻し配管２９の途中には、流路の開閉をおこなう電磁弁３６が設けられている。一方、蒸発装置１０の水槽４０に設けられた排水口５６には、過剰水戻し管路２５が接続され、その過剰水戻し管路２５の下流側一端部は、汚水排出管路２２の途中に設けられた連結部２８に連結されている。さらに、過剰水戻し管路２５の途中には、流路の開閉をおこなう電磁弁３４が設けられている。なお、図１に示す第２処理水供給管路２３が、「供給管路」に相当し、ポンプ３０が、「ポンプ」に相当し、過剰水戻し管路２５が、「戻し管路」に相当し、管路内処理水戻し配管２９が、「管路内処理水戻し配管」に相当し、電磁弁３２が「第１のバルブ」に相当し、電磁弁３６が「第２のバルブ」に相当し、電磁弁３４が、「第３のバルブ」に相当する。
【００１３】
次に、生物処理槽６について説明する。図１に示すように、生物処理槽６は、第１曝気槽６ａと、第２曝気槽６ｂとから構成されている。そして、第１曝気槽６ａおよび第２曝気槽６ｂには、種々のバクテリアを含む汚泥が貯留されている。このバクテリアには、主に汚水中の有機物を分解する細菌の他に、アンモニアの硝化をおこなう硝化菌や、脱窒をおこなう脱窒菌などが含まれる。そして、これらのバクテリアを含む汚泥が、汚水と相まって混合されることにより、汚水の生物処理がおこなわれる。また、図示しないが、生物処理槽６には、外気を導入するブロワーが設けられ、第１曝気槽６ａおよび第２曝気槽６ｂの槽内には、そのブロワーに接続された散気管が各々配設されている。そして、ブロワーを間欠運転することにより、各散気管から汚泥内に空気が送出され、汚泥が間欠的に曝気される。すると、第１曝気槽６ａおよび第２曝気槽６ｂの汚泥内では、好気的条件と、嫌気的条件とが交互に形成されるため、好気性菌である硝化菌と、嫌気性菌である脱窒菌とが交互に活性化される。したがって、生物処理槽６では、汚水中に含まれるアンモニアの硝化・脱窒処理が交互に効率よくおこなわれる。また、ブロワーによる曝気によって汚泥が撹拌されるため、汚水と汚泥との接触面積が増大し、生物処理槽６における生物処理が促進される。
【００１４】
また、第１曝気槽６ａには、上面が開口する箱型の除去スクリーン１３が設けられている。この除去スクリーン１３は、網目状の金属板から構成され、その上面の開口部には、水洗便器５の下流側に接続された汚水排出管路２２の下流側一端部が位置する。そして、水洗便器５から排出される汚水は、汚水排出管路２２を介して、第１曝気槽６ａの除去スクリーン１３内に流入する。よって、汚水中に含まれるゴミ等の異物が網目に引っかかって、汚水中から除去される。さらに、第１曝気槽６ａと、第２曝気槽６ｂとを仕切る仕切壁９の下段には、各槽が互いに連通して汚泥が通過する連通口９ａが設けられている。一方、第２曝気槽６ｂには、複数枚の生分解性プラスチック板１４ａが収納された収納ケース１４が投入されている。この生分解性プラスチック板１４ａは、ポリ乳酸などの有機物から形成され、例えば、トイレの使用頻度が低く、汚泥中の有機物濃度が低い場合に、バクテリアのエネルギー源として利用される。また、第２曝気槽６ｂの槽底部には、生物処理された生物処理水を、ろ過槽７に送出するための水中ポンプ１７が配設されている。
【００１５】
次に、ろ過槽７について説明する。図１に示すように、ろ過槽７は、生物処理槽６の第２曝気槽６ｂの下流側に隣接して設けられている。そして、ろ過槽７内には、水中ポンプ１７によって供給された生物処理水をろ過するろ過装置１５が設けられている。このろ過装置１５は、複数のろ過膜１５ａと、当該ろ過膜１５ａによってろ過されたろ過水を集水する集水管（図示外）と、当該集水管に集水されたろ過水を脱色槽８に供給するろ過水供給管１６とを備えている。また、ろ過槽７の水位は、脱色槽８の水位よりも高めに設定されているため、ろ過槽７と脱色槽８との間には、互いの水位差に起因する水等圧差を生じる。したがって、その水等圧差によって、ろ過槽７に貯留する生物処理水は、ろ過装置１５のろ過膜１５ａによってろ過され、ろ過されたろ過水は集水管に集水され、ろ過水供給管１６を介して脱色槽８に自然に流入する。
【００１６】
また、ろ過水供給管１６は可撓性を有し、略Ｕ字型に垂れ下がった状態で設けられている。よって、ろ過装置１５を槽の上方に引き上げることができるため、ろ過膜１５ａの交換や装置の修理等のメンテナンス作業を容易におこなうことができる。一方、ろ過装置１５によってろ過され、槽内に残存する残留高濃度汚泥は、図示外の汚泥返送管によって、再度生物処理槽６の第１曝気槽６ａに返送される。また、ろ過槽７にも曝気用のブロワー（図示外）が設けられ、当該ブロワーに接続され、ろ過槽７のろ過装置１５の下方に配設された散気管（図示外）に空気が送出される構成となっている。なお、このブロワーは常時運転するため、ろ過槽７でも生物処理が好気的におこなわれる。さらに、ろ過装置１５のろ過膜１５ａは、散気管から送出される気泡によって、ろ過膜１５ａの表面に付着する異物が除去される。
【００１７】
次に、脱色槽８について説明する。図１に示すように、槽外には、オゾンを生成するオゾン生成装置１１が設けられ、当該オゾン生成装置１１には、脱色槽８に供給されたろ過水中にオゾンを供給するオゾン供給管１１ａが接続されている。例えば、オゾン生成装置１１によって生成したオゾンは、オゾン供給管１１ａを介して、脱色槽８内に貯留するろ過水に吹き込まれる。すると、オゾン曝気されたろ過水は、オゾンの酸化効果によって、ろ過水中の色度成分が酸化分解されて脱色され、さらにオゾンの殺菌効果によって殺菌される。こうして、脱色槽８には、無色透明の殺菌された処理水が生成される。また、このオゾン生成装置１１は、原料酸素を供給可能なオゾン発生室と、当該オゾン発生室内に配置した無声放電を生じる電極とにより構成され、高濃度のオゾンを生成する。
【００１８】
次に、本発明の特徴である蒸発装置１０について説明する。なお、図２の紙面手前側を蒸発装置１０の前面側、図２の紙面奥行き側を蒸発装置１０の背面側、図２の右側を蒸発装置１０の右側、図２の左側を蒸発装置１０の左側とする。また、図２に示す水槽４０およびハンガー枠部４２の前後方向および左右方向においても同様とする。図２に示すように、蒸発装置１０は、処理水の一部を貯留する水槽４０と、当該水槽４０の上部に配設され、１枚の吸水布４５を水平方向にジグザグ状に支持する略直方体状のハンガー枠部４２とから構成されている。そして、本実施形態の蒸発装置１０は、（前面からみたときの）横幅：１６００ｍｍ×奥行長さ（縦幅）：１６００ｍｍ×高さ：４００ｍｍとなっている。
【００１９】
まず、水槽４０の構造について説明する。図２に示すように、水槽４０は、上面が開放された略直方体の箱型の水槽である。そして、水槽４０の各側面の上縁には、外側に向かって略水平に折り曲げられたフランジ状の梁部４０ａが設けられている。水槽４０の前面下段の右端部近傍には、処理水が排出される短尺状の排水口５６が突設されている。さらに、水槽４０前面の中段の左端部近傍には、短尺状の排出口５７が突設されている。さらに、水槽４０底面の裏面側の４つの隅部には、略正方形状の水平板４３が当接して固定され、その端部は、各隅部から外側に向かって略水平に突出している。そして、それらの各水平板４３の下面には、高さ調節が可能な脚部４１が各々固定されている。また、図２および図３に示すように、水槽４０の右側面下段と、左側面下段との間には、後述する上端支持棒６２とともに、吸水布４５を水平方向にジグザグ状に支持する下端支持棒６３が並列して複数渡設されている。
【００２０】
そして、図１に示すように、後述する散水装置９０には、第２処理水供給管路２３の下流側一端部が接続され、排水口５６には、過剰水戻し管路２５の上流側一端部が接続される。よって、汚水処理部３で処理された処理水の一部は、第２処理水供給管路２３を介して、散水装置９０から散水され、水槽４０内に落下する。一方、水槽４０の排水口５６から排出された過剰水は、過剰水戻し管路２５を介して、連結部２８から汚水排出管路２２に流入し、生物処理槽６の第１曝気槽６ａに返送される。
【００２１】
次に、ハンガー枠部４２の構造について説明する。図２に示すように、ハンガー枠部４２は、略直方体状の枠を構成し、水槽４０の底面隅部に各々固定された４枚の水平板４３を土台とし、その枠内に吸水布４５を水平方向にジグザグ状に支持する。このハンガー枠部４２は、水槽４０の前方右側の水平板４３の端部近傍の上面に、略垂直に立設された略棒状の右前方垂直片４６と、水槽４０の前方左側の水平板４３の端部近傍の上面に、略垂直に立設された略棒状の左前方垂直片４７と、水槽４０の後方右側の水平板４３の端部近傍の上面に、略垂直に立設された略棒状の右後方垂直片４８と、水槽４０の後方左側の水平板（図示外）の端部近傍の上面に、略垂直に立設された略棒状の左後方垂直片４９と、右前方垂直片４６の長手方向上端部および左前方垂直片４７の長手方向上端部の間に、略水平に渡設された平面視略短冊状の前方水平片５１と、右後方垂直片４８の長手方向上端部および左後方垂直片４９の長手方向上端部の間に、略水平に渡設された平面視略短冊状の後方水平片５２と、右前方垂直片４６の長手方向上端部および右後方垂直片４８の長手方向上端部の間に、略水平に渡設された略角柱状の右側水平片５３と、左前方垂直片４７の長手方向上端部および左後方垂直片４９の長手方向上端部の間に、略水平に渡設された略角柱状の左側水平片５４とから構成されている。
【００２２】
そして、図２に示すように、前方水平片５１および後方水平片５２には、自身の長手方向に平行な中心線に沿うように、長尺状の平面視略長方形状の挟持溝５１ａ，５２ａがそれぞれ設けられている。さらに、前方水平片５１の、蒸発装置１０の前方に対向する側面には、挟持溝５１ａ内で吸水布４５の端部を押圧プレート（図示外）を介して挟持固定する固定ねじ５１ｂが設けられている。そして、図２および図３に示すように、挟持溝５１ａには吸水布４５の一端部が挿入され、固定ねじ５１ｂを締め込むことにより、吸水布４５の一端部が前方水平片５１に固定される。一方、後方水平片５２の、蒸発装置１０の後方に対向する側面にも、同様の固定ねじ（図示外）が設けられている。そして、挟持溝５２ａに吸水布４５の一端部とは反対の他端部を挿入した状態で、固定ねじ（図示外）を締め込むことにより、吸水布４５の他端部が後方水平片５２に固定される。
【００２３】
また、図２および図３に示すように、右側水平片５３の内側面と、左側水平片５４の内側面との間には、上述した水槽４０の底面に渡設されている下端支持棒６３とともに、吸水布４５をジグザグ状に支持する上端支持棒６２が複数並列して渡設されている。なお、本実施形態の上端支持棒６２の設置本数は２５本、下端支持棒６３の設置本数は２４本となっているが、水槽４０の大きさに応じて設置本数は変更される。
【００２４】
次に、吸水布４５について説明する。図４に示すように、吸水布４５は、ハンガー枠部４２の枠内において、上端支持棒６２および下端支持棒６３によって、水平方向にジグザグ状に支持されている。そして、この吸水布４５は、処理水を毛細管現象によって吸水するとともに、吸収した水分を大気中に自然蒸発させる。さらに、吸水布４５は、平面視略横長の略帯状の布であり、その大きさは１５００ｍｍ×１８ｍとなっている。なお、吸水布４５の大きさは、水槽４０の大きさによって自由に変更される。さらに、吸水布４５に使用される布の材質は、吸水性が高く、かつ保水性の低いものが好ましい。なお、本実施形態の吸水布４５は、ナイロン製の布であるが、これに限らず、例えばポリエステルなどの化学繊維等でも代替可能である。また、布に限らず、スポンジのような吸水性のある部材でも代替可能である。なお、図４に示す吸水布４５が、「布帛」に相当する。
【００２５】
次に、吸水布４５の取付方法について説明する。図２および図３に示すように、はじめに、１枚の吸水布４５の、長手方向一端側を、ハンガー枠部４２の前方水平片５１の挟持溝５１ａに対して上方から差し込む。そして、吸水布４５の当該一端部を、挟持溝５１ａに差し込んだ状態で、固定ねじ５１ｂを締め、挟み込んで固定する。次いで、一端部が前方水平片５１に固定された吸水布４５を、前方水平片５１の上面を通り前方側に位置する上端支持棒６２の外周面を巻き付けるようにして下方に折り返し、さらに水槽４０の最前方側に位置する下端支持棒６３の外周面に巻き付けるようにして上方に折り返す。さらに、吸水布４５を、ハンガー枠部４２の最前方側から２番めに位置する上端支持棒６２の外周面に巻き付けるようにして下方に折り返す。以下同様にして、吸水布４５を、上端支持棒６２と下端支持棒６３との間を交合に折り返す。そして、最後に、吸水布４５の他端部を、後方水平片５２の挟持溝５２ａに上方から差し込んで、その他端部を下方に引っ張ることにより、吸水布４５の弛みをなくし、吸水布４５の他端部を固定ねじ（図示外）で後方水平片５２に固定する。こうして、図４に示すように、吸水布４５は、ハンガー枠部４２によって、水槽４０内で水平方向にジグザグ状に支持される。なお、図２に示す、ハンガー枠部４２、上端支持棒６２および水槽４０に固定される下端支持棒６３が、「布帛支持手段」に相当する。
【００２６】
図２および図３に示すように、ジグザグ状に支持された吸水布４５には、略山状のヒダが連続して形成される。そして、それらの各ヒダは、何れも蒸発装置１０の左右方向に対して平行に延設され、そのヒダとヒダとの隙間には、空気が通過する空気通路が形成される。そして、その空気通路に空気が流れると、吸水する吸水布４５のヒダの側面に空気が接触するため、ヒダの側面から水分が蒸発する。こうして、水槽４０内において、吸水布４５がジグザグ状に掛け渡されることで、水と空気との接触面積を広くすることができ、蒸発装置１０における水分蒸発量を増加することができる。
【００２７】
次に、屋根ユニット７０の構造について説明する。図５は、屋根ユニット７０の斜視図であり、図６は、下土台枠部７１の斜視図であり、図７は、上開閉枠部７２の斜視図であり、図８は、上開閉枠部７２が開放された屋根ユニット７０の斜視図であり、図９は、上開閉枠部７２に固定された散水装置９０の斜視図であり、図１０は、蒸発装置１０に、屋根ユニット７０が覆設された状態を示す斜視図である。なお、図５の紙面手前側を、屋根ユニット７０の前方側とし、図５の紙面奥行き側を、屋根ユニット７０の後方側とし、図５の右側を屋根ユニット７０の右側とし、図５の左側を屋根ユニット７０の左側とする。また、図６乃至図１０の下土台枠部７１、上開閉枠部７２、蒸発装置１０および屋根ユニット７０の前後ならびに左右方向は、図５の前後方向ならびに左右方向にならうものとする。
【００２８】
図１に示すように、屋根ユニット７０は、トイレ小屋２の天井に設置された蒸発装置１０に覆設され、蒸発装置１０の水槽４０に雨水が浸入するのを防止するものである。そして、図５に示すように、屋根ユニット７０は、ユニットの土台枠となる下土台枠部７１と、当該下土台枠部７１の上部に開閉可能に軸支された上開閉枠部７２とから構成されている。なお、屋根ユニット７０を構成する下土台枠部７１および上開閉枠部７２は、略棒状の樹脂被膜の金属製パイプを互いに組み合わせて構成されている。
【００２９】
まず、下土台枠部７１について説明する。図６に示すように、下土台枠部７１は、前面、右側面、左側面、背面、上面および底面からなる略直方体状の下本体枠７３を本体として備える。そして、その下本体枠７３内に蒸発装置１０（図２参照）を配設するため、下本体枠７３の大きさは、蒸発装置１０よりも若干大きく構成されている。そして、その下本体枠７３の、右側面の前側近傍および後側近傍には、略鉛直方向に延設された略棒状の右側脚部７４，７４が各々設けられている。一方、下本体枠７３の、左側面の前側近傍および後側近傍にも、右側脚部７４と同形状の左側脚部７５，７５が各々設けられている。さらに、下本体枠７３の前面には、下本体枠７３の横幅よりも長い正面視横長の略長方形状の前面枠７６が、自身の長手方向両端部を、下本体枠７３の前面の左右方向両端部から各々突出させて設けられている。一方、下本体枠７３の背面の下端部には、下本体枠７３の横幅（左右方向の長さ）よりも長く延設された支持受け棒７７が設けられている。また、前面枠７６および下本体枠７３の背面側の枠には、透明なビニルシートが布かれている。
【００３０】
次に、上開閉枠部７２について説明する。図７に示すように、上開閉枠部７２も、前面、右側面、左側面、背面、上面および底面からなる略直方体状の枠である。そして、上開閉枠部７２の大きさは、図６に示す下土台枠部７１の下本体枠７３の横幅（左右方向の長さ）よりも長く、下本体枠７３の奥行長さ（前後方向の長さ）とほぼ同じである。そして、上開閉枠部７２の上面の左右方向右側一端部近傍には、右側ヒサシ部７２ａが形成され、当該右側ヒサシ部７２ａの反対側の一端部近傍には、左側ヒサシ部７２ｂが形成されている。さらに、上開閉枠部７２は、前面側の高さより、背面側の高さのほうがやや高くなっているため、上開閉枠部７２の上面は、屋根ユニット７０の前方側から後方側に向かってやや斜め上方に傾斜している。
【００３１】
また、上開閉枠部７２の背面の下端部に位置し、左右に延設されたパイプの長手方向右側一端部近傍には、第１右支持棒８８が回動可能に軸支され、その反対の左側一端部近傍には、第１左支持棒８９が回動可能に軸支されている。そして、第１右支持棒８８および第１左支持棒８９の、軸支される一端部とは反対の他端部には、下土台枠部７１の支持受け棒７７の外周面形状に係合するジョイント部８８ａ、８９ａが各々設けられている。さらに、上開閉枠部７２の背面には、略鉛直下方に延設され、第１右支持棒８８よりもやや中央に位置する第２右支持棒６６と、第１左支持棒８９よりもやや中央に位置する第２左支持棒６７とが各々固定されている。そして、第２右支持棒６６および第２左支持棒６７の下方側の先端部には、下土台枠部７１の支持受け棒７７の外周面に係合するジョイント部６６ａ，６７ａが各々設けられている。そして、上記構成からなる上開閉枠部７２の前面、背面、上面、右側面および左側面（底面を除くすべての面）には、透明なビニルシートが布かれている。
【００３２】
そして、図５に示すように、上開閉枠部７２および下土台枠部７１は、上開閉枠部７２の前面と、下土台枠部７１の前面枠７６の面とが、互いに面一となるように各々上下に配置される。さらに、上開閉枠部７２前面の下辺に位置する左右方向に延設されたパイプと、下土台枠部７１の前面枠７６の上辺に位置する左右方向に延設されたパイプとの間には、５つのヒンジ部８７が互いに間隔を空けて設けられている。そして、上開閉枠部７２が、５つのヒンジ部８７によって、下土台枠部７１に軸支されることにより、上開閉枠部７２の後方側の端部が開閉可能となる。
【００３３】
次に、屋根ユニット７０の開閉方法について説明する。図８に示すように、まず、上開閉枠部７２の後方側の端部を上方に持ち上げる。次いで、第１右支持棒８８および第１左支持棒８９のジョイント部８８ａ，８９ａを、屋根ユニット７０の前方（上開閉枠部７２を右側からみたときの反時計回り方向）に向かって回動させる。そして、ジョイント部８８ａ，８９ａを、下土台枠部７１の支持受け棒７７の外周面に係合させて固定する。したがって、下土台枠部７１に対して、上開閉枠部７２の後方側が開かれることにより、屋根ユニット７０が開放状態となる。
【００３４】
一方、屋根ユニット７０の閉塞方法は、上記開放方法と逆の方法をおこなうことによりおこなわれる。まず、図８に示す上開閉枠部７２の第１右支持棒８８および第１左支持棒８９のジョイント部８８ａ，８９ａを、下土台枠部７１の支持受け棒７７の外周面から外し、第１右支持棒８８および第１左支持棒８９を上開閉枠部７２の内側に折り畳む。そして、上開閉枠部７２の開放側の端部を下方に回動させ、上開閉枠部７２の後方側の端部を下方に移動する。そして、図５に示すように、上開閉枠部７２の第２右支持棒６６および第２左支持棒６７の、ジョイント部６６ａ，６７ａを、下土台枠部７１の支持受け棒７７の外周面に係合させることにより、上開閉枠部７２の開放側端部が、第２右支持棒６６および第２左支持棒６７によって支持される。第１右支持棒８８および第１左支持棒８９は、そのジョイント部８８ａ，８９ａを、下土台枠部７１の前面枠７６下辺に係合させて固定する。こうして、上開閉枠部７２が下土台枠部７１に対して閉塞され、屋根ユニット７０が閉塞状態となる。
【００３５】
次に、散水装置９０について説明する。図９に示すように、散水装置９０は、屋根ユニット７０（図５参照）の上開閉枠部７２の上面の裏面側のパイプに固定される。そして、散水装置９０は、第２処理水供給管路２３から供給される処理水が流入する平面視略ロの字型形状の処理水流入管９１と、当該処理水流入管９１に流入した処理水を、吸水布４５（図１参照）に散水する複数の散水管９２とで構成されている。さらに、処理水流入管９１は４つの部位から構成され、上開閉枠部７２の上面に沿って折り返され、上開閉枠部７２の左右方向に対して直交する方向に延設された第１流入管９１ａと、当該第１流入管９１ａの長手方向後方側（上開閉枠部７２の背面側）一端部近傍に略垂直に連結され、上開閉枠部７２の右側に向かって延設された第２流入管９１ｂと、第１流入管９１ａの折り返し付近に略垂直に連結され、上開閉枠部７２の右側に向かって延設された第３流入管９１ｃと、第３流入管９１ｃの右側端から第２流入管９１ｂの右側端につながる第４流入管９１ｄとから構成されている。
【００３６】
さらに、第２流入管９１ｂには、第１流入管９１ａおよび第４流入管９１ｄの長手方向に対して平行に延設された散水管９２が１６本設けられている。さらに、散水管９２の下側の面には、管内を流れる処理水が下方に向かって噴射される散水穴（図示外）が、散水管９２の長手方向に沿って穿設されている。そして、散水管９２の管径は、処理水流入管９１の管径よりも細くなっている。よって、処理水流入管９１に流入した処理水は、管径の細い散水管９２にそれぞれ一気に流れ込むため、散水管９２の内壁にかかる水圧が高くなり、散水管９２の各散水穴からは処理水が勢いよく噴射する。なお、散水管９２の本数は、蒸発装置１０の大きさによって、これよりも多くしても少なくしてもよい。また、図９に示す散水装置９０が、「散水手段」に相当する。
【００３７】
次に、散水装置９０と、水槽４０との位置関係について説明する。図１０に示すように、水槽４０は、下土台枠部７１（図６参照）の下本体枠７３の内側に位置する。一方、上開閉枠部７２の上面の裏側に固定された散水装置９０は、水槽４０の真上に位置する。このとき、散水装置９０の散水管９２の長手方向と、水槽４０内の吸水布４５に形成された各ヒダの稜線の長手方向とは互いに直交するようになっている。これにより、散水管９２の各散水穴から噴射された処理水は、吸水布４５のヒダすべてに散水されるため、吸水布４５全体にムラなく散水することができる。また、散水装置９０と、水槽４０とは、上下に互いに近接しているため、散水装置９０から散水される処理水は、水槽４０から漏れることなく、すべて吸水布４５に直接散水することができる。
【００３８】
さらに、図１０に示すように、蒸発装置１０は、屋根ユニット７０のビニルシートによって、その周囲を覆われているので、水槽４０に雨水が浸入するのを防止できる。また、屋根ユニット７０が閉塞された状態において、蒸発装置１０の右側および左側の両面部は、ビニルシートに覆われないので、蒸発装置１０内を左右方向に流れる空気の流れ（図１０の矢印参照）を妨げない。よって、蒸発装置１０における水分蒸発量を減少させずに、水槽４０への雨水の浸入を防止できる。また、上開閉枠部７２の右側ヒサシ部７２ａおよび左側ヒサシ部７２ｂが、蒸発装置１０の左右両側よりも外側に向かって突出しているので、雨が強く振る場合でも、水槽４０に雨水が入り込むのを防止できる。さらに、屋根ユニット７０は、透明なビニルシートで覆われているため、蒸発装置１０の動作状態を監視することができる。また、屋根ユニット７０に照射される日光は、透明なビニルシートを通過して、水槽４０に照射されるため、吸水布４５における蒸発量を減少させない。
【００３９】
次に、循環式水洗トイレシステム１の動作について説明する。図１に示すように、トイレ小屋２の水洗便器５から汚水が排出され、汚水排出管路２２を介して、地中にある汚水処理部３の第１曝気槽６ａに供給される。そして、第１曝気槽６ａでは、除去スクリーン１３によって、汚水中の異物が除去される。さらに、汚水は、第１曝気槽６ａおよび第２曝気槽６ｂ内の汚泥に混合され、間欠曝気されることにより、汚泥中のバクテリアによる有機物分解、硝化および脱窒処理される。次いで、生物処理槽６で処理された生物処理水は、水中ポンプ１７によって、ろ過槽７に送出される。ろ過槽７に送出された生物処理水は、ろ過装置１５によってろ過され、ろ過水はろ過水供給管１６を介して脱色槽８に供給され、残留高濃度汚泥は、図示外の返送管を通じて、第１曝気槽６ａに返送される。さらに、脱色槽８に供給されたろ過水は、一旦槽内に貯留され、オゾン生成装置１１が生成するオゾンによって曝気される。すると、ろ過水はオゾンによって脱色処理されるので、やや黄色がかった処理水は無色透明となる。そして、その処理水は、ポンプ１２によって汲み上げられ、第１処理水供給管路２１を介して、再度洗浄水として水洗便器５に供給される。
【００４０】
そして、上記のように循環式水洗トイレシステム１は、排水を外部にださないトイレシステムであるため、トイレの使用頻度が高くなると、第１曝気槽６ａへの汚水流入量が増加し、システム全体の総水量が増加する。さらにこの状態を放置すると、生物処理槽６、ろ過槽７および脱色槽８の各処理槽から、汚泥や処理水などが溢れてしまい、トイレの使用を禁止せざるを得ない状況となる。そこで、本発明の特徴である蒸発装置１０が動作することで、システム内の総水量を適切に調整することができる。
【００４１】
次に、蒸発装置１０の動作について説明する。図１に示すように、循環式水洗トイレシステム１において、電磁弁３２は、３０分に１回の割合で３分間開放され、電磁弁３３は、５分に１回の割合で１分間開放される。そして、電磁弁３２および電磁弁３３の開放動作に連動して、ポンプ３０が運転する。なお、電磁弁３２が開放されるときは、電磁弁３３および電磁弁３６が閉塞されるように、電磁弁３３および電磁弁３６の開放するタイミングと、電磁弁３２の開放するタイミングをずらしている。一方、電磁弁３４は、電磁弁３２の開放と同時に開放され、電磁弁３２が閉塞して５分経過してから閉塞されるように設定されている。
【００４２】
図１に示すように、まず、電磁弁３２と、電磁弁３４とが同時に開放される。すると、脱色槽８に貯留する処理水の一部は、第２処理水供給管路２３を通過し、散水装置９０の処理水流入管９１に供給される。そして、図１０に示すように、処理水流入管９１に流入した処理水は、第１流入管９１ａから第２流入管９１ｂの左側、第１流入管９１ａから第３流入管９１ｃ、第４流入管９１ｄを通り、第２流入管９１ｂの右側にそれぞれ流入する。さらに、第２流入管９１ｂから複数の散水管９２に処理水がそれぞれ供給され、各散水管９２の散水穴（図示外）から処理水が噴射される。そして、散水穴から噴射された処理水は、水槽４０内の吸水布４５に散水され、吸水布４５に処理水が吸水される。
【００４３】
そして、吸水布４５に形成されたヒダとヒダとの隙間の空気通路に、空気が流れることにより、吸水布４５に吸水された処理水は自然蒸発する。また、水槽４０には、吸水布４５が水平方向にジグザグ状に掛け渡されているので、水槽４０内に支持できる吸水布４５の面積を広くすることができる。よって、吸水布４５と空気との接触面積が広くなり、蒸発装置１０における処理水の蒸発量を増やすことができるので、循環式水洗トイレシステム１の総水量の調整を迅速におこなうことができる。
【００４４】
そして、吸水布４５に吸収しきれなかった過剰分の処理水は、図１に示すように、水槽４０の排水口５６から排出され、過剰水戻し管路２５に流れる。ここで、過剰水戻し管路２５の電磁弁３４は開放されているので、過剰水戻し管路２５を流れる過剰水は、連結部２８を介して汚水排出管路２２に流入し、再度生物処理槽６（第１曝気槽６ａ）に返送される。
【００４５】
そして、図１に示すように、電磁弁３２が開放されて３分間が経過すると、電磁弁３２は自動的に閉塞され、散水装置９０への処理水の供給が停止される。このとき、電磁弁３２が閉塞されてから５分経過するまでは、電磁弁３４は開放されているので、水槽４０および過剰水戻し管路２５内の処理水はすべて汚水排出管路２２に流入し、生物処理槽６（第１曝気槽６ａ）に返送される。よって、冬場のような寒い時期でも、水槽４０および過剰水戻し管路２５に処理水が残存しないため、水槽４０内が凍結し、次の散水が溢れたり、過剰水戻し管路２５が凍結して破裂するのを防止できる。そして、電磁弁３２が閉塞してから５分経過後に電磁弁３４が閉塞される。
【００４６】
一方、電磁弁３３は、電磁弁３２の閉塞中に１分間開放される。この場合も、ポンプ３０が運転を開始する。このとき、脱色槽８に貯留する処理水の一部は、第２処理水供給管路２３を通過し、連結部３１を介して、第３処理水供給管路２６に流れる。さらに、第３処理水供給管路２６を流れる処理水は、その下流側先端部に設けられた噴射ノズル２６ａより、脱色槽８内にて噴霧される。噴射ノズル２６ａから噴霧された処理水は、微細な霧状となって蒸発する。
【００４７】
また、電磁弁３６を、電磁弁３２の閉塞後に開放することにより、第２処理水供給管路２３および散水装置９０内の処理水が脱色槽８に戻る。よって、冬場のような温度が低いときに、第２処理水供給管路２３および散水装置９０の各管内に残存する処理水が凍結して破裂するのを防止することができる。
【００４８】
また、図１に示すように、蒸発装置１０は、屋根ユニット７０によって覆われているので、雨水などが水槽４０に入り込むのを防止できる。また、電磁弁３２および電磁弁３４がともに閉塞されているときに、例えば、外部要因として台風のような強い雨が、屋根ユニット７０に降り込み、水槽４０に雨水が大量に浸入した場合は、水槽４０の増水分は、排出口５７から槽外にオーバーフローするため、汚水処理部３に雨水等の増加分の水量が入り込むのを防止できる。
【００４９】
また、図１に示すように、汚水処理部３には、し尿などの塩分濃度の高い汚水が流入するため、システム内を循環する処理水の塩分濃度は徐々に高くなる。すると、蒸発装置１０の吸水布４５には、し尿由来の塩分が蓄積されて析出することがある。また、吸水布４５は継続して使用されると汚れることがある。このような場合には、図１０に示す屋根ユニット７０の、上開閉枠部７２を開放して、蒸発装置１０を外部に露出させることによって、古い吸水布４５を新しいものと交換する。さらに、吸水布４５を定期的に交換することで、システム内を循環する処理水の塩分濃度の上昇を抑えることができる。また、汚れのない清潔な吸水布４５に交換するので、処理水が汚染されない。また、本実施形態の蒸発装置１０に使用される吸水布４５は１枚の布であるため、洗濯がしやすく、吸水布４５の取り外しや設置が容易である。
【００５０】
以上説明したように、本発明の一実施の形態である循環式水洗トイレシステム１は、汚水処理部３で処理された処理水の一部を、蒸発装置１０によって自然蒸発させることにより、汚水処理部３の総水量を調整できるものである。そして、蒸発装置１０は、水槽４０内に、ハンガー枠部４２によってジグザグ状に掛け渡された吸水布４５を備え、その上方には、吸水布４５に処理水を散水する散水装置９０が配設されている。そして、吸水布４５には処理水が散水され、大量の処理水を吸収させることができる。そして、吸水布４５に形成されたヒダとヒダとの隙間を、空気が通過することにより、吸水布４５に吸水された処理水を自然蒸発させることができる。よって、循環式水洗トイレシステム１のシステム内の総水量を、低コストかつ安定して調節することができる。
【００５１】
また、第２処理水供給管路２３の電磁弁３２が開放されると同時に、過剰水戻し管路２５の電磁弁３４を開放させるので、吸水布４５に吸水しきれなかった処理水の過剰分を、生物処理槽６に戻すことができる。さらに、電磁弁３４は、電磁弁３２より所定時間遅延してから閉塞されるので、水槽４０および過剰水戻し管路２５に処理水が残らないようにすることができる。また、電磁弁３６が電磁弁３２の閉塞後、開放されるので、第２処理水供給管路２３および処理水流入管９１に処理水が残らないようにすることができる。
【００５２】
また、吸水布４５が、水槽４０内を水平方向にジグザグ状に掛け渡されているので、水分を吸収した吸水布４５と、空気との接触面積を広くすることができ、処理水の蒸発量を増やすことができる。さらに、蒸発装置１０は、超音波振動装置や、加熱ヒータなどの電気機器を使わずに、処理水を自然に蒸発させているので、電力消費をかけずに低コストで循環式水洗トイレシステム１の総水量を調整することができる。
【００５３】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。例えば、汚水処理部３の各処理槽の少なくとも１つに、ｐＨセンサを設け、その測定結果に基づいて、ブロワーの運転を制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、例えば、脱色槽８に水位を検出する水位センサを設け、水位が所定水位を超える場合に、散水装置９０によって吸水布４５に処理水が散水されるように、ポンプ３０の運転、電磁弁３２、電磁弁３３、電磁弁３４および電磁弁３６の開閉を制御してもよい。
【００５５】
さらに、脱色槽８の水位を水位センサで感知して、その結果に基づいて、電磁弁３２，電磁弁３３の開閉およびポンプ３０の運転を制御する制御装置を設けてもよい。
【００５６】
また、生物処理槽６の槽底部には、ブロワーに接続された散気管に加え、撹拌羽根（インペラー）などを設けることにより、槽内の汚泥を撹拌してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の循環式水洗トイレシステムは、トイレに限らず、生活排水および工業排水などの排水処理にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態である循環式水洗トイレシステム１の構成を示す斜視図である。
【図２】蒸発装置１０の斜視図である。
【図３】蒸発装置１０の部分拡大斜視図である。
【図４】蒸発装置１０の部分右側面図である。
【図５】屋根ユニット７０の斜視図である。
【図６】下土台枠部７１の斜視図である。
【図７】上開閉枠部７２の斜視図である。
【図８】上開閉枠部７２が開放された屋根ユニット７０の斜視図である。
【図９】上開閉枠部７２に固定された散水装置９０の斜視図である。
【図１０】蒸発装置１０に、屋根ユニット７０が覆設された状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    循環式水洗トイレシステム
１０    蒸発装置
２３    第２処理水供給管路
２５    過剰水戻し管路
３２    電磁弁（第１のバルブ）
３４    電磁弁（第３のバルブ）
３６    電磁弁（第２のバルブ）
４０    水槽
４２    ハンガー枠部
４５    吸水布
６２    上端支持棒
６３    下端支持棒
【図１】
2005336817.tif 000003
【図２】
2005336817.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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